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阴、阳离子交换床突然一次性周期制水量减少的主要原因及改进措施
2021-09-29

一次性周期产水量低

(一)原因分析

    在离子交换器正常运行中,有时会出现一次性周期产水量低的情况,其主要原因如下。

    1.再生时进酸矸阀开度过大

    再生时,按正常再生浓度,阳床一般控制在1.5%~3%,在生产实际中控制为2%,阴床再生液浓度为1.5%~2%,实际控制为1. 5%。当初期再生进酸矸浓度太高,因每次再生用量都已经按阴、阳床内填充树脂计算好,必须在一定时间内和一定浓度下,正好把定量的酸、碱用完。如果喷射器进酸、碱阀在再生初期开度过大,再生液浓度太高,则在很短时间内,便把定量的酸或矸进完。在规定再生时间内,后期则没有了酸、矸,便形成了置换期,当转入置换时间时,便又转成了正洗。结果在一定的用酸、碱量再生的条件下,形成了高浓度快速再生,但用酸、碱量受到了限制,造成阴、阳离子交换树脂再生不彻底,致使投运后周期制水量减少。在生产上,大都采用低浓度长时间再生,用酸、碱量少,再生较彻底。如果大浓度短时则再生效果羞。当采用大浓度,HC1浓度大于2.5%~3%,阴床大于1.5%~2.0%时,在一定的再生时间内,必须增加进酸矸量,才能使再生彻底,但排酸矸浓度会在0.8%~1. 0%甚至更高,这样便会造成浪费,并使制水酸矸耗增大,制水成本提高。

    若采用低浓度、长时间进行再生,控制阳床进酸浓度为1.8%~2.0%,阴床进矸浓度控制为1. 5%,这样在规定再生进酸、矸时间内,正好酸矸用完。当转入置换lOmin后,测定排废酸矸浓度为酸不小于0. 4%,矸不小于0.5,证明阴、阳树脂再生置换基本完成。

    2.再生时床内进入空气,造成上部树脂再生不好

    阴、阳床的再生禁止进入空气,特别是阴、阳浮动床,有的单位,其浮动床没有安装再生排废液倒u形管,当再生时,控制床内压力为o.05MPa。但在实际操作中,应先从底部进水,使床内充满水后,再关闭底部进水阀后进行再生。再生时,必须先开底部排废液阀同时开再生喷射器人口阀。当调整好再生流量时,再开喷射器进酸或矸阀,进入正常再生。由于操作不当或下部排废液阀门开度略大,便形成底部排水抽负压,使床内上部进入空气,当空气下降至上监视窗时,才发现上部进入空气。在此过程中浮动床上部树脂则处于淋洗状态,顶部树脂得不到再生。又因浮动床的运行方式是底部进水、上部出水,并且是装满树脂的。每次再生无法反洗,松动树脂(固定床则在每次再生反洗树脂松动,并冲洗树脂上部附着的杂物),要运行30~50个周期才进行树脂擦洗,所以浮动床顶部树脂是保护层,每次再生,新鲜酸碱液先使上部保护层树脂再生。所以浮动床产水水质好,酸碱耗低。

    但是,如果再生时控制不好,床内上部进入空气,则保护层树脂得不到再生或再生不好,造成投运后产水质量下降,很快便会失效,使同期制水量少。

    3.再生用酸或矸质量差

    有的单位常年贮酸矸罐不清洗,底部存有大量杂质或污物,当接近用完时,酸或矸又没及时送到(购进),使底部含有杂质和污物的酸或矸压入了计量箱。再生时,使阴或阳离子交换树脂再生不好,甚至污染了树脂,造成周期制水量少。

    4.运行监测误判失效,造成周期制水量减少

    有的单位特别是老电厂水处理,控制阴床失效时没有小硅表,人工测定Si0:时,比色测定也不用标准色比色,评经验、颜色加深就视为失效。往往造成误判断,认为阴床失效,造成周期制水量减少。

    5.间断运行或阳床接近失效时也会使阴床周期产水量降低

      在实际生产中,例如某单位除盐水箱容量小,而且在非采暖期,锅炉用除盐水量降低,一般在制水系统启动或停运时,都是按照除盐水箱水位控制的。

    当浮动床设备运行、阳床接近失效时,会发生漏钠。一般规定,阳床漏钠离子为lOOUg/L或200rug/L时,便视为失效。当快失效时,取样化验监测Na+大于控制指标时,因浮动床运行流速高,失效终点快,此时阳床已大量漏钠,便进入阴床,钠离子进入阴床后,会产生反离子效应,使阴床产水质量下降。快到阴床失效时,便会很快失效。

    所以阳床嚣Na+.阴床产水中便出现酚碱,而且Si02也会很快升高超标。

    反应后产生的OH-,在阴树脂的置换反应中产生反离子效应。就是反应后产生的OH-离子与反应前离子交换树脂中的OH-相同,从而抑制了阴离子交换树脂的置换反应继续进行,这种现象在阴床内被称作反离子效应。

    此外,原水水质突然有大的变化,使阴阳床周期制水量下降也是产生一次性周期制水量减少的主要原因。

(二)改进措施

    如果发现阴、阳床在正常运行中出现突然周期产永量明显降低时,要认真分析,找出原因并采取相应的措施,避免再次出现,通常可采取以下措施。

    (1)如果发生在再生时进酸矸阀(喷射器)开度较大,浓度较高时,在一开始,即调整好喷射器再生流量,再开喷射器的进酸碱阀(听喷射器声音可辨别出开度大小),立即化验再生液浓度,根据化验浓度,调整进酸或进碱量。阳床再生HC1控制浓度为1-8%~2.0%,阴床控制NaOH浓度为1.5%~1.8%。待再生30min后关闭进酸或矸阀门,继续用喷射器流量,转入置换10~ 15min时,测下排废液酸或矸的浓度。阳床HC1浓度不低于o.4%,阴床NaOH浓度不低于o.5%,即证明再生基本达到彻底。  

    以浮动床为例,这是因为阴、阳树脂在正常运行失效后,床内树脂并没有完全失效,只有下部处于完全失效状态,中部树脂只有三分之二的树脂失效上部树脂还没有处于失效,约吾篆嘉二呈半失效状态,产水中便出现阳床漏钠,阴床漏硅。当钠大于lOO)uglL,阴床漏硅大于lOO)u,glL时,就视为失效,应停止运行,进行再生。所以,真正的再生剂用量约占理论交换容量的60%。为此再生时不能按理论量进酸矸使阴、阳树脂达到再生水平。

    (2)安装再生排废液倒U形管。

    浮动床属逆流再生的一种,正常运行制水对,从底部进水,产水从上部排出。当再生时,再生液从上部进再生液,下部排废液。排废液时,若不安装倒U形管,则容易造成再生时上部进入空气,使保护层树脂得不到再生,造成周期产水量少,酸碱耗增大,使制水成本提高,降低经济效益,必须安装倒U形管。 

    安装倒U形管后,从底部排废液时,必须通过倒U形管,这样床体内始终在充满水的状态,不会因下排阀开度大而造成抽直空而进入空气,再生时也不需调整下排阀门,只要开大就可以了。

    注意:倒U形管顶端管口高出床体顶部300mm,并呈敞开式,三通和弯头高度与床体顶部同高。

    但再生前应注意,因浮动床停运后,上排阀都处于开启状态,床内顶部布水装置便将水排出,布水管上部有空气。再生前,应关闭上排阀,开顶部空气阀,略开底部进水阀进水,待上部空气排净后,关闭低部进水阀和空气阀,再进行再生操作。

    (3)必须严把进工业酸、矸质量关并定期清洗酸矸罐。

    (4)原水水质突然有较大变化,含盐量增高时,相应的会使 阴、阳床的周期产水量下降,要进行原水有关项目的水质化验,发现问题采取必要的措施。例如,某市政自来水,水源为当地水库水,在春季淡水季节,水量不够,便引入了黄河水,使进入水处理的原水水质含盐量大增,此时没有进行混凝的单位应进行混凝处理。

    如果原水水源变化,水中全硅量较大并含有胶体硅时,可采取预处理除硅措施,在过滤器以前或澄清器内投加硫酸铝或聚合氯化铝,剂量为10—20mg/L,可有效去除原水中的硅含量。

    (5)严格运行监测。没有安装终点计和在线硅表的单位,必须在试验室用PNa计,pH表严格控制失效点。

    (6)避免浮动床间断运行。为了避免浮动床间断运行,特别是阴床,应根据供除盐水量,有条件的最好加大除盐水箱容积,没条件的可适当降低制水流量,尽量达到阴床在周期产水量内运行和停床。



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